СЫРЬЕВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ЖЕЛЕЗИСТОГО ЦЕМЕНТА Российский патент 1996 года по МПК C04B7/22 C04B111/20 

Изобретение относится к составам минеральных вяжущих веществ, в частности к железистым цементам, применяемым для обезобжигового окускования железорудных материалов в металлургической промышленности, а также может быть использовано для изготовления специальных тяжелых бетонов в промышленности строительных материалов.

Известна сырьевая смесь (1) для железистого цемента, включающая, мас.

Известковый компонент 45-65
Железорудный концентрат 30-50
Глиноземистая добавка 1-5
Углеродсодержащая добавка 1-5
Наиболее близкой к предлагаемой является сырьевая смесь (2) для получения железистого цемента, включающая, мас.

Глинистый компонент 5,5-16,0
Железорудный компонент 24,0-36,0
Известковый компонент Остальное
Недостатком известного железистого цемента является низкая прочность.

Задача изобретения повышение прочности железистого цемента. Решение задачи осуществляется путем введения в сырьевую смесь железистого цемента, содержащую известковый и железорудный компоненты, дополнительно технически чистого карбоната бария (BaCO₃) при следующем соотношении компонентов, мас.

Карбонат бария 3,57-10,70
Известковый компонент 50,86-56,85
Железорудный компонент Остальное
Вяжущее, полученное после обжига данной сырьевой смеси, имеет прочность на 28 сут после затворения водой 215 МПа. Замена части известкового компонента на BaCO₃ оказывает существенное влияние на гидратационную активность системы. Наблюдается тенденция к повышению прочности в зависимости от количества BaO. Увеличение прочности образцов, содержащих в своем составе BaO, можно объяснить возрастанием дефектности строения решетки кристаллов двухкальциевого феррита в присутствии ионов Ba²¹.

Это подтверждается данными /3/, а в /4/ указывается, что причиной высокой активности барийсодержащих цементов является образование твердых растворов Ba²⁺ с силикатами и алюмоферритами кальция:

Пример 1.

Для получения клинкера железистого цемента сырьевые смеси готовят из технически чистого карбоната бария, мела и железорудного концентрата, в соотношении, мас.

Карбонат бария 3,57
Мел 56,85
Железорудный компонент 39,58
Помол сырьевых смесей производят мокрым способом в виде шлама с влажностью 37% тонкость помола контролируется остатком на сите N 008, который не должен превышать 3% Шлам сушат, брикетируют и обжигают в силитовых печах при 1100^oC. Время изотермической выдержки при максимальной температуре 40-60 мин.

Полученный после обжига клинкер размалывают до удельной поверхности 3500 см²/г. Предел прочности на сжатие через 28 сут составляет 170 МПа.

Пример 2.

Вяжущее, полученное аналогично первому, при соотношении сырьевых компонентов, мас.

Карбонат бария 7,14
Мел 53,86
Железорудный компонент 39,0
Предел прочности на сжатие равен 215 МПа, наблюдается рост прочности по сравнению с примером 1.

Пример 3.

Вяжущее, полученное аналогично вышеперечисленным, при соотношении, мас.

Карбонат бария 10,70
Мел 50,86
Железорудный компонент 38,43
Предел прочности на сжатие составляет 190 МПа.

Повышение количества оксида бария в клинкере вызывает существенные изменения в его фазовом составе и структуре клинкерных минералов.

Рентгенофазовым анализом клинкеров определили, что имеет место образование твердых растворов с частичным изовалентным замещением с предельным содержанием BaO 8-9%
Дальнейшее увеличение количества растворенного BaO в составе двойных соединений C_2-x•B_x•(A_(1-n)•Fn); C_2-x•B_x•F приводит к их разрушению, появлению новых стабильных фаз и потере их гидратационной активности.

Этот цемент может быть использован для защиты против жесткого излучения рентгеновских γ-лучей, поскольку будет обладать повышенным коэффициентом поглощения этих лучей благодаря содержанию в нем тяжелого элемента Ba²⁺, высокой прочности и плотности.

Поскольку компонентом, определяющим свойства и марку бетонов и растворов, является цемент, его специфические особенности, становится очевидной необходимостью производство специальных цементов. Высокая прочность цемента позволит снизить расход вяжущего и, соответственно, затраты при изготовлении бетонов.

Изобретение относится к составам специальных цементов и может найти применение как вяжущее для безобжигового окускования железорудных концентратов, а также для изготовления специальных тяжелых бетонов в промышленности строительных материалов. Сущность изобретения: сырьевая смесь для получения железистого цемента содержит, мас.%: карбонат бария 3,57-10,70; известковый компонент 50,86-56,85; железорудный компонент остальное.

Cырьевая смесь для железистого цемента, включающая известковый и железорудный компоненты, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит технически чистый карбонат бария при следующем соотношении компонентов, мас.

Известковый компонент 50,86 56,85
Технически чистый карбонат бария 3,57-10,7
Железорудный компонент Остальное